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Potenciômetro (medidor de pH) Para o que funciona e como funciona
Um potenciômetro é o dispositivo usado para medir a diferença de potencial entre um eletrodo de trabalho e um eletrodo de referência, quando ambos estão submersos em uma solução cuja acidez ou basicidade é determinada, expressando-a como pH.
Desta forma, a potenciometria refere-se ao método analítico utilizado na determinação da concentração de íons H+ em uma substância que está em solução, usando um potenciômetro e os dois eletrodos mencionados acima.
No caso do eletrodo de referência, ele tem um potencial conhecido, constante e estável, ao contrário do eletrodo de trabalho. O potencial que se desenvolve neste último eletrodo varia em proporção à concentração de íons H+ que estão na solução.
Este potencial também é muito influenciado pela temperatura na qual a medição é realizada.
Índice
- 1 O que é isso?
- 2 Como isso funciona?
- 2.1 eletrodos
- 2.2 Calibração de um potenciômetro
- 3 referências
Para que serve?
Há um grande número de processos que são realizados na esfera industrial - como a produção de drogas, processamento de alimentos e purificação de água - que são altamente sensíveis à variação nos níveis de pH. Por esse motivo, sua medida correta é tão importante.
Como mencionado anteriormente, o pH é um parâmetro usado para medir a acidez ou alcalinidade de uma solução que está em fase aquosa, analisando a concentração de Hions.+ na solução. Então, o valor do pH é calculado pela seguinte equação:
pH = log [H+]
Assim, o potenciômetro é usado para medir o pH de uma substância em solução.
Quando o potenciômetro é conectado aos dois eletrodos imersos na solução a ser analisada, ele detecta a diferença de potencial entre o eletrodo de trabalho e o eletrodo de referência, amplificando este sinal e convertendo-o em um valor de pH usando a equação descrita acima.
Como funciona?
A operação de um potenciômetro é baseada no mecanismo de uma célula eletroquímica, onde os íons H estão envolvidos+ na reação química da célula para determinar a concentração desses íons na solução e, assim, obter o pH da mesma.
Quando se deseja medir o pH de uma solução por potenciometria, são usados um potenciômetro e um eletrodo; o primeiro é o dispositivo que determina o pH, enquanto o segundo é baseado na combinação de um eletrodo de referência e um eletrodo de medição que é sensível aos analitos.
Neste sentido, forma-se um circuito onde a corrente elétrica flui entre os eletrodos e a solução, onde estes exercem a função de uma bateria quando submersa na solução supracitada.
Desta forma, o potenciômetro é projetado para gerar uma tensão igual a zero (em unidades de milivolts) quando você tem um pH igual a sete; isto é, neutro.
Da mesma forma, quando um aumento nos valores de potencial é registrado (com números positivos), significa que há valores mais baixos de pH, e quando uma diminuição desses valores é observada - ou seja, um crescimento em direção aos números negativos - fala-se de valores mais altos de pH.
Eletrodos
O eletrodo de medição (ou trabalho) consiste em um dispositivo onde a reação em estudo (oxidação ou redução) é realizada.
Embora existam muitos tipos, geralmente é feito de vidro, constituído por uma membrana de vidro muito fina com permeabilidade aos íons H.+ do meio em que está.
Ao colocar isso em uma solução que tem um pH diferente do da solução presente na célula, uma diferença de potencial é gerada entre as duas faces da membrana e essa diferença pode ser registrada por meio de um eletrodo de referência.
Por outro lado, o eletrodo de referência é um dispositivo que possui características de potencial estável e valor conhecido, o qual é normalmente utilizado como ânodo na célula eletroquímica.
Um exemplo deste tipo de eletrodo é aquele que é composto de um cabo de prata, que é revestido com cloreto de prata e imerso em uma solução de ácido clorídrico diluído, ou o eletrodo de referência saturado com calomelano, como mostrado na figura abaixo.
Assim, o potenciômetro determina a diferença de potencial que é gerada entre os eletrodos, embora apenas o potencial do eletrodo de trabalho dependa das concentrações das espécies iônicas.
Calibração de um potenciômetro
A calibração de um potenciômetro deve ser feita por meio de soluções tampão (também chamadas soluções tampão ou buffer) conhecidas, que consistem em sistemas com pH praticamente invariável que contêm uma substância fraca e suas espécies conjugadas.
Cada solução tampão tem um pH específico, que pode ser ácido (pH <7), básico (pH> 7) ou neutro (pH = 7), e pode ser comprado comercialmente já padronizado ou preparado em laboratório com reagentes certificados e através da utilização de procedimentos estabelecidos e validados.
Como os potenciômetros medem o valor do pH dentro de uma faixa que é considerada ampla, deve-se saber se o analito tem um pH maior ou menor que sete para proceder à sua calibração correta.
Assim, para amostras cujo pH se espera que seja básico, deve ser calibrado com uma solução tampão de pH igual a sete e outra de pH mais alto (normalmente um de pH 10 é usado).
Por outro lado, para amostras com um pH esperado do tipo ácido, é calibrado com uma solução tampão de pH igual a sete e outra de pH mais baixo (normalmente um de pH quatro é usado).
Finalmente, a recalibração deste instrumento de medição deve ser realizada antes e depois de cada uso, registrando seus resultados, incluindo a data e a hora em que foram feitos e as características das soluções tampão usadas para controlá-lo.
Referências
- Wikipédia. (s.f.) medidor de pH. Obtido em es.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Química, nona edição. (McGraw-Hill)
- Westcott, C. (2012). Medições Ph. Retirado de books.google.co.ve
- Nielsen, C. (1996). Gerenciando o Laboratório Analítico: Simples e Simples. Retirado de books.google.co.ve
- Kenkel, J. (2010). Química Analítica para Técnicos, Terceira Edição. Retirado de books.google.co.ve
- Cable, M. (2005). Calibração: um guia do técnico. Retirado de books.google.co.ve